ＰＦＣ中約束優(yōu)先級(jí)及可行性問題的混雜處理

2012年03月21日10:49:10 本網(wǎng)站我要評(píng)論(2)字號(hào)：T | T | T

關(guān)鍵字：應(yīng)用

王宇紅，趙　旭
（中國(guó)石油大學(xué)（華東）信息與控制工程學(xué)院，山東東營(yíng)

摘　　　要：針對(duì)預(yù)測(cè)函數(shù)控制的約束不可行和優(yōu)先級(jí)問題，基于混雜系統(tǒng)以及混合邏輯動(dòng)態(tài)模型的思想提出了約束不可行及優(yōu)先級(jí)問題的混雜ＰＦＣ處理方法，討論了由ＰＦＣ、混雜系統(tǒng)、松弛變量法所組成的約束不可行及優(yōu)先級(jí)問題的具體實(shí)現(xiàn)方法與步驟。在通常ＰＦＣ跟蹤性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上結(jié)合ＭＬＤ與松弛變量法，通過將命題邏輯轉(zhuǎn)化為混合邏輯不等式并與系統(tǒng)自身的約束相結(jié)合，將問題的可行性與優(yōu)先級(jí)特性引入ＰＦＣ控制器的求解當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了在約束存在且干擾發(fā)生階躍變化的情況下保證系統(tǒng)輸出達(dá)到期望設(shè)定值的目標(biāo)。所提出的方法成功應(yīng)用于典型工業(yè)多入多出過程ＷｏｏｄＢｅｒｒｙ塔，實(shí)現(xiàn)了多變量系統(tǒng)的混雜ＰＦＣ控制，取得了明顯的應(yīng)用成效，改善了系統(tǒng)的性能指標(biāo)，獲得了較好的跟蹤性能。

關(guān)　鍵　詞：預(yù)測(cè)控制；約束不可行；優(yōu)先級(jí)；ＭＬＤ；ＰＦＣ

１　引　言
隨著工業(yè)大生產(chǎn)的復(fù)雜化和綜合化程度的提高，對(duì)系統(tǒng)的控制精度和要求也逐漸提高。但在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)中所存在的不確定因素如干擾、模型失配等，可能導(dǎo)致在約束條件限制下控制器找不到可行解。針對(duì)此類問題有很多學(xué)者進(jìn)行了研究：如ＫＯＵＶＡＲＩＴＡＫＩＳ等針對(duì)線性二次預(yù)測(cè)控制討論了可行性問題［１］；Ｖａｄａ等討論了帶有優(yōu)先級(jí)的線性ＭＰＣ不可行問題的解決辦法［２］；文獻(xiàn)［３１０］從各個(gè)方面針對(duì)該問題進(jìn)行了系統(tǒng)的分析與研究等。預(yù)測(cè)函數(shù)控制（ＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＣｏｎｔｒｏｌ，ＰＦＣ）為第三代模型預(yù)測(cè)控制。ＰＦＣ在保持ＭＰＣ優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，還使所產(chǎn)生的控制輸入更具規(guī)律性，并且有效地減少了計(jì)算工作量，適應(yīng)了快變過程對(duì)控制算法速度的要求。本文則針對(duì)ＰＦＣ中存在的約束優(yōu)先級(jí)和不可行問題，利用混雜處理方法，將約束優(yōu)先級(jí)問題表示為命題邏輯并將其轉(zhuǎn)化為混合邏輯不等式，不可行和優(yōu)先級(jí)問題便集成在控制器中。仿真實(shí)例表明，該方法可以有效地提高系統(tǒng)的性能。

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